Производство топливных брикетов своими руками: как организовать цех, выбрать сырье и оборудование

Брикеты для печей и котлов

В качестве альтернативы дровам топливные брикеты имеют ряд преимуществ:

• Горят дольше дров, дают больше тепла;
• Нет искр, дыма намного меньше;
• Очень экономичные, ведь изготовить брикеты можно своими руками из отходов, то есть затрат фактически не будет;
• Золу не нужно выбрасывать, она станет отличным удобрением для грядок;
• При хранении одинаковые брикеты занимают меньше места, чем традиционная дровница;
• Можно использовать не только для камина и печи, но и для твердотопливных котлов.

В целом, как отмечают специалисты, производство топливных брикетов может стать выгодным бизнесом.

Для производства топливных брикетов можно использовать самые разные материалы, причём в подавляющем большинстве — это отходы, которые есть в каждом хозяйстве:

• Макулатура. Газеты, картонные коробки, исписанные тетради — всё, что без дела валяется дома;
• Отходы сельского хозяйства. Например, солома, шелуха подсолнечника, сухие стебли растений;
• Отходы из сада и огорода. Опавшая листва тоже используется, как и ботва корнеплодов, сухая трава, вырванные сорняки;
• Ветки, стружка, щепа, опилки, то есть все древесные отходы, в том числе оставшиеся после обрезки деревьев на участке.

Важно! Некоторые владельцы добавляют к растительной и древесной массе полиэтиленовые пакеты, плёнку. Эксперты против такого подхода, ведь в таком случае брикеты уже нельзя будет назвать экологически чистым топливом

Да и золу в качестве удобрения не используешь. В целом, официальных рекомендаций по поводу добавления полиэтиленовой плёнки в брикеты нет, всё на страх и риск владельцев.

 
Для начала работы вам потребуется измельчить сырьё, всё, кроме опилок, шелухи семечек и мелкой стружки. С этой целью используется садовый измельчитель, о выборе которого мы уже писали. Все ветки, палки, листья, щепу, сухую траву, солому тщательно измельчаем, чтобы получить подготовленное сырьё для топливных брикетов.

Важно! Обычный садовый измельчитель не справится с бумагой, макулатурой. Её придётся рвать руками, резать, использовать шредер

В качестве связующих веществ в смеси для топливных брикетов используются чаще всего глина и крахмал, а также воск. Иногда добавляется портландцемент, но он сильно повышает зольность топлива. Сахар и патока — тоже вариант, но это дорого. Если есть возможность найти отходы целлюлозно-бумажного производства, можно использовать сульфитно-дрожжевую бражку. Однако она содержит слишком много влаги.

Важно! Если топливные брикеты производятся из опилок и других древесных отходов, то связующие вещества не нужны. Ими выступает лигнин, природный полимер, содержащийся в древесине изначально и выделяющийся при высокой температуре и под давлением

Но это правило действует, если применяется запекание, а не естественная сушка.

Кроме того, не нужны связующие вещества, если в составе смеси есть бумага. Она размягчается водой, и сама по себе служит хорошим клеем, удерживающим все остальные компоненты брикета.

Если в качестве связующего вещества выступает глина, то её пропорция с отходами должна составлять 1:10, не больше. Вода добавляется понемногу, чтобы вся смесь приобрела консистенцию пасты, которой будет легко придать нужную форму.

Для перемешивания смеси можно использовать бетономешалку или строительный миксер. Это ускорит процесс и сделает смесь однородной. Далее нужна форма для прессования. Иногда дачники используют даже старые кастрюли, деревянные ящики, другие предметы, которые уже не нужны в быту.

Самый простой способ — вручную спрессовать смесь в выбранной форме, а затем высушить на солнце, в естественных условиях. Но ручных усилий может оказаться недостаточно, чтобы получить качественный, не рассыпающийся топливный брикет. Поэтому домашние умельцы обычно используют различные механизированные прессы. Если есть вибростол, то пресс не нужен.

Процесс создания смеси для топливных брикетов и их прессование-формование — несложный, но трудоёмкий. Именно поэтому многие предпочитают либо покупать готовые брикеты, либо закупать специальные станки, существенно облегчающие производство. Кроме того, признаем, заводские брикеты, которые формируются под 20-тонными прессами, намного плотнее, поэтому и гореть будут дольше. опубликовано econet.ru  

https://youtube.com/watch?v=z2cooWpMCyc

https://youtube.com/watch?v=nSQb7xstEt0

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Плюсы и минусы самодельных брикетов

Преимущества топливных самодельных брикетов из опилок:

• углекислого газа выделяется намного меньше, чем при топке дровами или углем;
• компактный продукт, требующий мало места для хранения;
• материал не гниет из-за высокой плотности;
• ровно и красиво горит;
• в доме не будет мусора и пыли;
• экономия средств, при условии доступности сырья и оборудования для изготовления;
• брикеты долго горят – до четырех часов;
• выделяется мало дыма;
• не выбрасываются в воздух вредные вещества;
• чистку дымохода можно будет производить в три раза реже;
• экологично и безопасно;
• мощность котла увеличивается на 50%;
• сжигание угля дает зольность 20%, а брикетов 1-1,5%;
• кубометр брикетов из опилок по уровню теплоотдачи равен 4-6 кубометрам дров.

Брикеты из опилок долго горят и выделяют мало дыма

Недостатки самодельных брикетов из опилок:

• при недостаточном усилии пресса, брикеты могут рассыпаться;
• в домашних условиях готовые брикеты трудно хорошо высушить. В летнее время их можно просушить на солнце, а в другое время года – только в помещении, что не дает сильного снижения влажности. Соответственно они будут хуже гореть.
• изготовление и сушка брикетов требуют много места;
• процесс изготовления крайне трудоемкий и требует больших физических усилий.

Брикеты нужно хранить в сухом помещении. Срок хранения брикетов из опилок,  сделанных в домашних условиях, не превышает года. Зола, получаемая от сгорания продукта, является прекрасным удобрением.

Самодельные брикеты из опилок являются дешевым и безопасным топливом. Если есть возможность их сделать своими руками, то брикеты сделают процесс отопления дома выгодным и экологичным.

Утилизация и переработка опилок, щепы

Многие предприятия просто сжигают опилки, хотя есть другой более рациональный способ. Из опилок и щепы можно изготавливать топливные брикеты. По энерговыделению они сопоставимы с дровами.

Есть несколько способов переработки опилок.
Для переработки опила в топливные брикеты применяются линии шнекового прессования. Они работают на природном газе и дизельном топливе и электричестве.
Популярностью пользуется метод при использовании пресса. Этот метод обладает хорошей производительностью и малыми габаритными размерами оборудования.

Прессование проходит без добавления клея. Преимущество этого в том, что последующее сжигание брикета проходит без выброса в атмосферу ядовитых химических веществ.

Автоматический пресс для опилок и стружек. Стационарный, высокопроизводительный и автоматизированный. Намного эффективнее и производительнее кустарных ручных прессов.

В частных и коммунальных хозяйствах используют специальное оборудование для дробления веток деревьев, которое прицепляется к трактору или машине через специальный вал. Производительность такого устройства достигает примерно 6 куб метров в час. Прямо на месте осуществляется и прессование опилок. Таким способом получается экологически чистый и готовый к последующему применению продукт.

Оборудование для производства топливных брикетов

Из крупного оборудования в «топливном» деле не обойтись без:

• измельчитель сырья;
• сушильной камеры;
• специального пресса.

Отметим, что прессы для производства топливных брикетов существуют 4-х видов:

1. Гидравлический.
2. Шнековый экструдер.
3. Ударно-механический.
4. Пресс-гранулятор.

Различают их стоимость и принцип работы, объединяют – требования к сырью (влажность 4-10%) и равномерное измельчение (фракции меньше 25х25х2 мм).

Каждый пресс обладает своим преимуществом и недостатками для домашнего бизнеса:

Гидравлический пресс для производства брикетов в домашних условиях представляет собой установку, состоящую из двух частей: 1 пресс-форма; 2 гидроцилиндр.

Принцип действия похож на работу домкрата. В пресс-форму насыпается сырье из опилок, а гидроцилиндр давит поршнем на опилки в пресс-форме. Таким образом, формируется плотный брикет.

Плюсы гидравлического пресса:

• самая доступная цена;
• простое и надежное устройство, которое практически не имеет узлов повышенного износа.

• низкая производительность.
• требует подготовки сырья с добавлением связующего вещества .

Например в качестве связующего вещества для топливных брикетов, можно добавить крахмал: 2%-3% от общей массы. Для действия связующего, естественно, нужно увлажнить смесь до 40%.)

Шнековый пресс-экструдер для домашнего производства по принципу действия похож на мясорубку. Этот тип прессов детально описан в статье о производстве топливных пеллет. По шнеку подается сырье, которое на выходе через фильеру сжимается и под высоким давлением уплотняется. Весь процесс происходит под горячим прессованием. Фильера должна быть заранее прогрета, иначе устройство заклинит. Под высокой температурой и давлением из древесных опилок выделяется гидролизный лигнин. Это горючее вещество, которое еще играет роль связующего в процессе формирования брикетов.

Плюсы шнекового экструдера:

• самая высокая производительность (вес процесс выполняется непрерывно экструзивно);
• в процессе прессования выделяется лигин, который положительно влияет на формировку и качество брекетов.

• пресс требует длительную подготовку к работе (требуется прогреть фильеру и первые брикеты выбраковываются);
• быстро изнашиваются узлы повышенного трения – шнек и фильера;
• из-за высоких рабочих температур (выше 120Co) требуемых для нормального прессования сырья происходят необратимые процессы, при которых снижается качество продукта (калорийность брикетов – ниже).

Пресс ударно механический для производства топливного брикета по принципу действия похож на перфоратор. Кривошипно-шатунный механизмы (коленвал, шатун и поршень) передает с заданной частотой (около 20 раз за секунду) толчки поршню. С помощью ударов поршня продавливаются через фильеру предварительно загруженные в камеру опилки.

• брикеты можно делать не только из опилок, но и из других материалов: шлифовальной и угольной пыли, торфа, соломы, отходов МФД;
• позволяет производить брикеты различного назначения – для частного рынка и для промышленных нужд;
• простота механизма и способность работать длительное время без участия человека – главные преимущества ударно-механического пресса;
• у агрегата хорошая производительность;
• значение коэффициента использования оборудования составляет 0,9.

• самая высокая цена;
• быстрый износ узлов трения кривошипа (на них действует сразу 2 силы: ударная сила и трение).

Пресс-гранулятор – это тот же самый гранулятор комбикорма, в который засыпают вместо зерна опилки.

Плюсы: хорошие соотношение цена/производительность.

• можно производить только брикеты мелкой фракции;
• требуется более мелкое измельчение сырья;
• требует подготовки сырья с добавлением связующего вещества для плотного брикетирования (крахмал 2%-3%).

В комплектации линии вместе с прессом часто находятся разнообразные приспособления, позволяющие усовершенствовать конечную продукцию:

• миксеры для смешивания примесей (к примеру, лигнина);
• насадки для нарезки определенных форм брикетов;
• увлажнители для пересушенного сырья.

Некоторое оборудование и даже некоторые пресса можно изготовить своими руками.

Пресс для изготовления топливных брикетов своими руками

Покупка готового оборудования для изготовления брикетов в зависимости от его мощности обойдется в сумму от 300 тыс. до 1 млн. руб.

Разумеется, для частника, желающего заняться изготовлением данного топлива чисто для собственных нужд, такие затраты нецелесообразны, поскольку окупятся они не скоро. Более правильным будет изготовить пресс из подручных материалов, тем более что ничего сложного в его конструкции нет.

Можно соорудить необходимое оборудование с нуля либо воспользоваться готовыми механизмами.

Самодельный станок

Схема

Рычажный и винтовой самодельный прессы не требуют применения покупных изделий, но и значительным усилием сжатия они похвастаться не могут. Предлагается собрать пресс на основе гидравлического домкрата или такого же пресса.

Он может быть оснащен электродвигателем либо ручным приводом:

1. К гидравлической установке присоединим пуансон. Его размеры должны соответствовать размерам матрицы, в которой сырье будет спрессовываться в брикет.
2. Саму матрицу изготовим из толстостенной трубы — это самый простой вариант. Для выхода воздуха и влаги в ее стенках будут проделаны отверстия.
3. Матрицу оснастим съемным дном. Удалив его, готовый брикет можно будет вытолкнуть пуансоном в приемный лоток.

Чертеж-схема изготовления брикетов из размоченной бумажной массы

Рабочий механизм поместим в корпус, снабженный для удобства транспортирования двумя ручками.

Необходимые материалы

Кроме гидравлической установки понадобятся кое-какие разновидности стального проката:

1. Швеллер.
2. Уголок равнополочный 100х100 мм.
3. Лист толщиной 3 – 6 мм. Из него будет вырезаться пуансон. Толщина заготовки зависит от диаметра матрицы: чем большим он будет, тем толще должен быть пуансон.

Из этого же листа вырежем съемное дно для матрицы.

1. Труба диаметром 25 – 30 мм — из нее будет изготовлен шток пуансона.
2. Толстостенная труба — заготовка для матрицы. Диаметр зависит от того, какого размера брикеты хочет получить пользователь. Чем тоньше они будут, тем выше их плотность, но производительность станка при этом уменьшится.
3. Труба большого диаметра — заготовка для корпуса миксера. Если подходящей трубы нет барабан можно сделать из листа жести.
4. Оцинкованная сталь для изготовления лотков.

Всего потребуется два лотка — для загрузки подготовленного материала в матрицу и для приема готовых брикетов.

Инструкция по изготовлению и сборке

Порядок операций при изготовлении пресса выглядит так:

1. Из швеллеров необходимо сварить основание устройства.
2. Из уголка делаем 4 стойки длиной по 1,5 метра. Они привариваются вертикально и с одинаковым шагом.
3. Далее из трубы или листа жести необходимо изготовить барабан, в котором будет перемешиваться сырье. Если у вас есть поломанная стиральная машина, барабан, а также подшипники, можно извлечь из нее.
4. Барабан нужно прикрепить к стойкам. Если есть возможность, его следует оборудовать электродвигателем. Если мотор является слишком высокооборотистым и понизить скорость вращения барабана до приемлемого значения за счет одной только разницы в диаметрах шкивов не удается, следует применить редуктор.
5. Под барабаном необходимо закрепить лоток, по которому подготовленный материал будет подаваться в матрицу.
6. В стенках трубы, используемой в качестве заготовки для матрицы, необходимо выполнить несколько отверстий диаметром 3 – 5 мм. Их надо распределить равномерно, чтобы воздух и вода выдавливались по всему объему брикета.
7. Снизу к матрице необходимо приварить фланец, к которому будет прикручиваться съемное дно. Это дно вырезается из стального листа в виде диска с проушинами.
8. Матрица приваривается или прикручивается к основанию под загрузочным лотком.
9. Из стального листа вырезаем круглый пуансон. Это просто диск, диаметр которого позволяет ему свободно входить в матрицу.

Шток изготавливается из трубы: достаточно диаметра 30 мм. Одной стороной он приваривается к пуансону, а другой — крепится к гидравлической установке.

Далее весь узел следует прикрепить к стойкам точно над матрицей.

Чтобы сократить время, затрачиваемое на извлечение готового брикета из матрицы, и сделать тем самым станок более производительным, к днищу матрицы можно приварить пружину с диском такого же диаметра, что и пуансон.

После отключения гидравлической установки и извлечения пуансона изделие будет выталкиваться пружиной автоматически.

Как сделать брикеты самому?

Мелкофракционные древесные отходы (тырса, опилки) использовать в качестве топлива в «натуральном» виде проблематично – из-за малой плотности они быстро прогорают, выделяя небольшое количество тепла, ссыпаются с колосников в зольник, что увеличивает расход.

Если есть бесплатный доступ к неограниченному количеству древесных опилок и желание сделать их пригодными для сжигания в печи или отопительном котле, можно изготовить брикеты из опилок своими руками.

На что сразу следует обратить внимание:

• сжимать сырье до выделения лигнина способно только дорогостоящее промышленное оборудование, при кустарном производстве придется ввести в состав сырья связующее вещество;
• сформованные брикеты необходимо сушить на воздухе и где-то хранить, т.е., необходимо позаботиться о подходящем просторном помещении, навесе на случай плохой погоды.

Чтобы сделать брикеты из опилок, потребуется следующее оборудование:

• измельчитель (чем мельче фракция сырья, тем выше плотность конечного продукта), можно использовать устройство, измельчающее растительное сырье для приготовления компоста;
• пресс ручной или гидравлический + подходящие емкости для формовки;
• емкость для ручного замешивания сырья, строительный миксер или компактная электрическая бетономешалка.

Особенности брикетирования

Изготовление топливных брикетов из опилок начинается с подготовки сырья. Опилки измельчают (если есть такая возможность), замачивают в воде.

Затем добавляют связующее вещество:

• глина (доступный и дешевый вариант, добавляется в пропорции 1:10, но после таких брикетов остается большое количество золы, т. к. глина не сгорает);
• обойный клей (удорожает производство);
• измельченный размоченный картон, макулатура (пропорция 1:10, добавка безопасна, практически полностью сгорает, но при производстве придется увеличить время на просушку сформованных брикетов).

После перемешивания ручным или механизированным способом, сырье выкладывают в форму для брикетирования опилок. Это металлическая емкость прямоугольной или цилиндрической формы с перфорированным дном и стенками. Отверстия небольшого диаметра нужны для отвода излишков влаги при прессовании.

Самодельный пресс для брикетов может иметь напольное или настенное исполнение. Он состоит из мощной стальной рамы, сваренной из профиля, и рабочей части. Шток перемещается за счет накручивания или за счет давления на рычаг. Ручной пресс с винтовым штоком отжимает лучше, но на изготовление одного брикета тратится много времени. Сделанный своими руками пресс с рычагом можно оснастить двумя штоками для повышения производительности.

Конструкцию описанного станка вы сможете посмотреть на данном видео:

Отжимать влагу из брикетов при помощи мускульных усилий тяжело и малоэффективно. Заготовки приходится долго сушить, в готовом виде они легко крошатся и быстро сгорают из-за малой плотности. Чтобы повысить качество продукции, пресс для изготовления самодельных брикетов оснащают гидравлическим автомобильным домкратом, закрепив его вверх ногами на верхней балке рамы. Гидравлическое усилие зависит от характеристик домкрата.

Топливные брикеты из опилок, вынутые из формы, раскладывают на просушку на солнце или в хорошо отапливаемом помещении. Следует добиться влажности, сопоставимой хотя бы с показателями сырых дров (до 25%). Чем суше топливо, тем выше его теплоотдача. Твердотопливные и пиролизные котлы рассчитаны на использование топлива, влажность которого не превышает 30%.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОИЗВОДСТВА БРИКЕТОВ ИЗ СОЛОМЫ

Одно из интересных преимуществ это – возможность использования в котлах с автоматической загрузкой твердого топлива и в любых других.

Преимущество брикетов из соломы перед другими видами сухого топлива:

1. Экологическое топливо для котлов произведено из возобновляемых источников, которое не содержит вредных веществ.
2. Низкий уровень выбросов двуокиси серы (которая является одной из причин кислотных дождей) и других вредных веществ, возникающих в процессе сгорания.
3. Малое количество выделяемых газов (до 20% по сравнению с ископаемым топливом эмиссией СО2 в балансе ассимиляции и горения) при горении выделяет небольшое количество дыма.
4. Низкое содержание золы (отходов после сгорания) 3-4%, возможность использования золы в качестве навозного удобрения на фермерских земельных участках.
5. Высокая теплотворная способность – сравнимо с более низким качеством угля (1,5 тонны брикетов заменяет тонну углерода), что благоприятно влияет на расход твердого топлива при обогреве помещений.
6. Возможность продажи брикетов по конкурентоспособным ценам в сравнении с лучшими сортами угля, и намного дешевле, чем газ или жидкое топливо.
7. Возможность сжигания в традиционных котлах и в отопительных системах с автоматической подачей топлива.
8. Широкий спектр применений: в индивидуальной котельной, в котельных тепловых сетей, для каминов, для барбекю и т.д.
9. Высокая плотность, которая обеспечивает безопасность воспламенения и возможность длительного хранения в сухих помещениях не проданных остатков.
10. Простота дистрибуции и распространения готового продукта (перевозки насыпом, фасовка в мешках традиционного типа или биг-бэг, или упаковка в специальных бумажных пакетах для барбекю или каминов).

Брикеты изготовлены из соломы и могут быть использованы по отдельности или совместно с другими видами твердого топлива. Топливо прекрасно подходит для бункерных печей и для котлов с автоматической подачей твердого топлива. Для обогрева дома площадью 120 м2 в течение зимнего сезона, в обычной или бункерной печи, потребуется 6 тонн брикетов из соломы, а для котлов с автоматической подачей – 4т. Одна тонна данного топлива стоит в пределах 120$. На производство одной тонны брикетов уходит примерно 1,2 тонны соломы. Стоимость 1т. соломы составляет 30$.

Виды топливных брикетов из опилок

Выпускаемые на данных прессах брикеты подразделяются на 2 типа соответственно своему предназначению – индустриальные и потребительские.
Эти названия вошли в обиход и представляют собой прямой перевод с английского, соответственно, “industrial” и “consumer” briquettes.
Индустриальные брикеты – брикеты для больших котельных, представляют собой куски или шайбы переменной длины, поставляются в биг-бэгах или внавал.
Потребительские брикеты предназначены частных потребителей (домашние печи, барбекю, камины, бани), нарезаются одинаковой длины и поставляются в розничной упаковке 10 кг.

ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ БРИКЕТЫ

Эти брикеты нарезаются в размер с помощью автоматической пилы,
поступают на транспортер и упаковываются в розничную упаковку по 10кг вручную или на полностью автоматической упаковочной линии.

В зависимости от применяемых насадок брикеты можно делать разного диаметра, исходной круглой формы, в форме неправильного восьмигранника, с отверстием посередине или без.

Наиболее востребованы для экспорта в Европу брикеты круглого сечения ø90 мм с отверстием по центру.
Такие брикеты выпускаются на прессе “C.F.Nielsen” BP6500 с производительностью 1200-1500 кг/ч в зависимости от брикетируемого материала.
Подробнее…

ИНДУСТРИАЛЬНЫЕ БРИКЕТЫ

Представляют собой куски переменной длины, отламываемые под собственным весом, либо шайбы, получаемые с помощью специального приспособления.
Комплектация пресса для выпуска индустриальных брикетов значительно проще, чем для потребительских.
В составе линии отсутствует автоматическая пила и упаковщик готовой продукции. Кроме того, производительность пресса выше (до 1800 кг/ч для BP6500).

Такие брикеты могут с помощью шнека подаваться в топку и представляют собой прямую замену каменному углю, на котором котельные, муниципальные и промышленные, обычно работают.
Таким образом эффективно решается задача по переводу котельных с привозного угля на местное топливо, изготовленное к тому же из отходов.
Существенных затрат, связанных с реконструкцией котельных, при этом можно избежать.
Подробнее…